CN113062972B - 一种用于混动变速器的润滑散热装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于混动变速器的润滑散热装置及方法，属于混动变速器散热领域。本发明的用于混动变速器的润滑散热装置，叶片横截面为“Z”形，使得电机反转时能够带动润滑散热装置进行反转，不论电机的正反转动，本发明均能够通过搅油流动达到润滑散热效果，本发明的润滑及散热不受电机旋转方向的影响；本发明在搅油过程中通过油液和空气飞溅实现润滑及散热的目的。本发明的装置为薄壁结构，可用简单的冲压、折弯工艺制作而成，不需要太多的制造成本即可有很明显的润滑和散热效果，性价比高。

Description

一种用于混动变速器的润滑散热装置及方法

技术领域

本发明属于混动变速器的润滑和散热领域，尤其是一种用于混动变速器的润滑散热装置及方法。

背景技术

随着液力自动变速器的技术开发以及汽车领域的发展，以及近年来国家大力推动新能源汽车技术的研究与开发，液力自动变速器领域行业为了紧跟社会大潮，推出了很多款的混合动力变速器。当前的混合动力变速器的主要设计和工作原理是电动机与传统液力自动变速器的相结合并进行模块化集成。

当使用电动机与液力自动变速器的集成模块时，新添加的混动模块部分即电机模块也需要加入到整个液力自动变速器的液压系统里，需要对混动模块内部的零部件尤其是高转速电机进行供油以及润滑。

发明内容

本发明的目的在于克服变速器混动模块内部元件的散热及润滑时受电机正反转的影响的缺点，提供一种用于混动变速器的润滑散热装置及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于混动变速器的润滑散热装置，包括搅油盘，搅油盘中心设有凸起的台阶，台阶上均布有连接孔；搅油盘的外围均布有叶片，叶片第一边缘和叶片第二边缘分别通过圆弧角向上下凸起，叶片的两个边缘的设置使得叶片横截面呈Z形。

进一步的，台阶中心为空心结构；

所述连接孔为铆钉孔、花键齿或螺栓孔。

进一步的，相邻的叶片之间为叶片槽，叶片槽的两个边互相平行。

进一步的，叶片槽的边与叶片上过所述边的切线之间的角度为θ，50°≤θ≤80°。

进一步的，叶片凸出高度为H，叶片槽的宽度为W，两者之间的关系为：W≥2×H+2×sin(θ)。

进一步的，叶片凸出高度不少于3mm，叶片的径向长度不超过30mm。

进一步的，叶片槽的深度为D，叶片长度为L，两者之间的关系为：D≥L+2×H。

进一步的，搅油盘的外围均布有至少12个叶片。

本发明的用于混动变速器的润滑散热装置的润滑散热方法：

利用连接孔和铆钉的配合将搅油盘安装在电机转子上，搅油盘底部浸入到变速器的油液中；

当电机开始工作时，电机定子带动电机转子转动，进而带动搅油盘转动；

搅油盘的转动使得变速器混动模块内部的油气混合物的运动呈扰流环绕式的周向循环，油液空气混合体经过过油孔导向叶片处；

搅油盘的转动同时带动其周向方向的油气混合体转动形成回流状态，同时叶片搅动变速箱底部油液转动使得油液飞溅，飞溅开来的油液进入相应位置，从而实现对电机定子和电机转子之间的缝隙，电机定子两端的高温线圈、环带密封圈的润滑；

搅油盘转动时，叶片带动变速箱内部流体流动，流体流动过程中带走部分热量，从而达到给散热的效果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的用于混动变速器的润滑散热装置，叶片横截面为Z形，使得电机反转时能够带动润滑散热装置进行反转，不论电机的正反转动，本发明均能够通过搅油流动达到润滑散热效果，本发明的润滑及散热不受电机旋转方向的影响；本发明在搅油过程中通过油液和空气飞溅实现润滑及散热的目的。本发明的装置为薄壁结构，可用简单的冲压、折弯工艺制作而成，不需要太多的制造成本即可有很明显的润滑和散热效果，性价比高。

进一步的，台阶的中心设有通孔，安装在变速器上时，可以增大变速箱内部的空间物理使用率。

进一步的，θ角度范围的设置，使得在使用过程中油液飞溅角度最大程度上满足搅油润滑的需要。

本发明的用于混动变速器的润滑散热装置的润滑散热方法，搅油盘转动时，使得整个变速器混动模块内部油液以及空气的运动状态呈扰流环绕式的周向循环，不仅可以对电机外围等壁面进行润滑，还可以对电机定子和转子之间的细缝进行润滑；叶片的转动带动集成模块内油液和空气进行周向的运动，进而带走部分热量，达到散热的效果。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的装置与电机的装配图。

其中：1-叶片第一边缘；2-叶片第二边缘；3-连接孔；4-台阶中心；5-叶片槽；6-切向角度；7-搅油盘；8-铆钉；01-电机壳体；02-电机定子；03-电机转子；04-过油孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先在变速器液压油路系统当中，油液为了不增加搅油损失，同时由于重力作用，被设计在整个变速器的下部位置。电机的结构被设定为定子在外部，转子在内部，其电机总成整体结构是呈圆柱状，其表面并未带齿，因此在其工作状态时无法将油液从变速器底部搅动到上部位置。所以需要额外的一个装置将底部的油液进行导流导向，传送油液到整个集成模块内腔。

其次，因为集成模块内部电机的应用以及其结构安装方式，需要有一个装置可以使得模块内油液和空气进行一个周向的运动，以减少电机外围环带和密封带散热的状态。因此，该装置可以被设计为一个风扇的结构，同时该装置与电机转子连接处周边需要足够的过油通道，可以使得电机左端面油液和空气通过过油孔导向到风扇叶片位置。另一方面，当电机需要反转的时候，该装置的性能以及作用不会受到影响。

变速器内部是油液空气混合体，散热不仅依靠将零部件浸泡油液中这种方式，可以通过对油气混合物的强制运动，让其带走高温零部件表面的热量，并增加润滑与雾化效果。所以需要一种能够搅动混动变速器电机周围油气混合体的机构。

最后，对于电机部分，由于电机定子与转子之间的缝隙特别小，所以造成了电机两端流体对流不畅。电机定子俩端有由电阻丝线圈组成的热源所在，相当于一个加热器，它自身在工作时可以生产大量的热，且需要润滑。润滑方式可选用管道高压喷淋，或是油液的自由落体进行润滑，或是是潜水泵式的进油。潜水泵的使用阻力过大，而且变速器内部不可能整体泡油，所以该方式不可行。高压泵的工作方式为往外喷油，仅可导向到缝隙等内部壁面，该方式没有办法对电机周围以及线圈等外部壁面润滑。所以可以考虑油液的自由落体进行润滑，因此该装置需要将变速器下部位置处油液导向到上部位置，可以使其进行自由落体运动，对需要润滑的零部件进行润滑。在变速器以及混动模块内，整个油液及空气的运动状态应当呈扰流环绕式的周向循环，可以尽量的减少缝隙的效果。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，图1为本发明的俯视图，一种用于混动变速器的润滑散热装置包括搅油盘7，搅油盘7中心凸起的台阶，台阶中心4为空心结构，台阶上还均布有3个连接孔3，搅油盘7的外围均布24个有叶片，叶片第一边缘1和叶片第二边缘2分别通过圆弧角向上下凸起，叶片的两个边缘的设置使得其横截面呈“Z”形；相邻的叶片之间为叶片槽5，叶片槽5的两个边互相平行，叶片槽5的边与叶片上过该边的切线的两者之间的角度6为θ，50°≤θ≤80°，θ角度范围的限制在使用过程中使得油液飞溅角度在最大程度上满足搅油润滑的需要。

参见图2，图2为本发明的侧视图，叶片横截面为“Z”形，使得电机反转时能够带动本发明的装置进行反转，不论电机的正反转动，本发明均通过搅油流动达到相同的润滑散热效果；叶片凸出高度为H，叶片槽5的宽度W与叶片凸出高度H的关系为：W≥2×H+2×sin(θ)，叶片槽5的深度D与叶片长度L的关系为：D≥L+2×H。

本发明的用于混动变速器的润滑散热装置，在搅油过程中使得油液飞溅到各个零部件处从而达到润滑效果；同时叶片在转动的过程中，通过叶片与变速箱内空气和油液等流体的接触从而带动流体的运动并进行热量传递。

参见图3，图3为本发明的装置与电机的装配图，图中箭头为流体的流动方向，电机壳体01内依次设有电机定子02和电机转子03，搅油盘7通过铆钉8连接在电机转子03右端，搅油盘7的底部浸入变速器一部分油液当中；当电机开始工作时，电机定子02带动电机转子转动，从而带动搅油盘7以相同的转速进行转动；当搅油盘7处于转动状态时，整个变速器混动模块内部油液以及空气的运动状态呈扰流环绕式的周向循环，电机左端油液空气混合体经过过油孔04直接导向到叶片位置所在；当搅油盘7转动时，同时带动其周向方向的油气混合体转动形成回流状态，同时叶片搅动变速箱底部油液转动从而达到油液飞溅的运动状态，飞溅开来的油液进入相应位置，从而对电机定子02和电机转子03之间的缝隙，电机定子02两端的高温线圈、环带密封圈以及其他关键零部元件(如：轴承、齿轮、轴、油封、O型圈等)进行润滑。

同时，当电机处于工作状态时，由于其自身的高转速，会产生大量的热量从而导致自身温度的提升。本发明可以起到散热的作用，搅油盘7被电机转子的高转速带动时，叶片与变速箱内部流体(空气以及油液混合物)的物理接触使流体在单一方向上产生很高的动能并流动，流体流动过程中可以带走部分热量，从而达到给集成混动模块内部容腔以及关键零部件散热的最终效果。

图3中是利用铆钉安装，还可以使用螺栓、花键等安装方式，从而使搅油盘与电机转子或传动轴的转速相同。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于混动变速器的润滑散热装置的润滑散热方法，其特征在于，所述用于混动变速器的润滑散热装置包括搅油盘(7)，搅油盘(7)中心设有凸起的台阶，台阶上均布有连接孔(3)；搅油盘(7)的外围均布有叶片，叶片第一边缘(1)和叶片第二边缘(2)分别通过圆弧角向上下凸起，叶片的两个边缘的设置使得叶片横截面呈Z形；

相邻的叶片之间为叶片槽(5)，叶片槽(5)的两个边互相平行；

叶片槽(5)的边与叶片上过所述边的切线之间的角度(6)为θ，50°≤θ≤80°；

叶片凸出高度不少于3mm，叶片的径向长度不超过30mm；

所述润滑散热方法为：

利用连接孔(3)和铆钉(8)的配合将搅油盘(7)安装在电机转子上，搅油盘(7)底部浸入到变速器的油液中；

当电机开始工作时，电机定子(02)带动电机转子(03)转动，进而带动搅油盘(7)转动；

搅油盘(7)的转动使得变速器混动模块内部的油气混合物的运动呈扰流环绕式的周向循环，油液空气混合体经过过油孔(04)导向叶片处；

搅油盘(7)的转动同时带动其周向方向的油气混合体转动形成回流状态，同时叶片搅动变速箱底部油液转动使得油液飞溅，飞溅开来的油液进入相应位置，从而实现对电机定子(02)和电机转子(03)之间的缝隙，电机定子(02)两端的高温线圈、环带密封圈的润滑；

搅油盘(7)转动时，叶片带动变速箱内部流体流动，流体流动过程中带走部分热量，从而达到给散热的效果。

2.根据权利要求1所述的用于混动变速器的润滑散热方法，其特征在于，台阶的中心(4)为空心结构；

所述连接孔(3)为铆钉孔、花键齿或螺栓孔。

3.根据权利要求1所述的用于混动变速器的润滑散热方法，其特征在于，叶片凸出高度为H，叶片槽(5)的宽度为W，两者之间的关系为：W≥2×H+2×sin(θ)。

4.根据权利要求1所述的用于混动变速器的润滑散热方法，其特征在于，叶片槽(5)的深度为D，叶片长度为L，两者之间的关系为：D≥L+2×H。

5.根据权利要求1所述的用于混动变速器的润滑散热方法，其特征在于，搅油盘(7)的外围均布有至少12个叶片。